高考物理臨界狀態(tài)的假設(shè)解決物理試題(大題培優(yōu)易錯試卷)及詳細答案(編輯修改稿)
2025-04-05 05:10 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 有一長為的細繩，其下端系一質(zhì)量為的小球，上端固定于點，當(dāng)細繩豎直時小球靜止。現(xiàn)給小球一初速度，使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動，并且恰好能通過最高點，重力加速度大小為則下列說法正確的是（ ）A．小球過最高點時速度為零B．小球開始運動時細繩對小球的拉力大小為C．小球過最高點時細繩對小球的拉力大小為D．小球過最高點時速度大小為【答案】D【解析】【詳解】ACD．小球恰好能過最高點時細繩的拉力為零，則得小球過最高點時速度大小故AC錯誤，D正確；B．小球開始運動時仍處于最低點，則拉力大小故B錯誤。故選D。8．如圖所示,在光滑的圓錐頂用長為 的細線懸掛一質(zhì)量為m的物體,圓錐體固定在水平面上不動,其軸線沿豎直方向,細線與軸線之間的夾角為 ,物體以速度v繞圓錐體軸線做水平勻速圓周運動.（1）當(dāng) 時,求繩對物體的拉力. （2）當(dāng) ,求繩對物體的拉力.【答案】(1) （2） 【解析】【分析】求出物體剛要離開錐面時的速度，此時支持力為零，根據(jù)牛頓第二定律求出該臨界速度，當(dāng)速度大于臨界速度，則物體離開錐面，當(dāng)速度小于臨界速度，物體還受到支持力，根據(jù)牛頓第二定律，物體在豎直方向上的合力為零，水平方向上的合力提供向心力，求出繩子的拉力；【詳解】當(dāng)物體恰好離開錐面時，此時物體與錐面接觸但是沒有彈力作用，如圖所示：則：豎直方向：，水平方向：， 解得；（1）當(dāng)時，物體沒有離開錐面時，此時物體與錐面之間有彈力作用，如圖所示：則在水平方向：，豎直方向：，解得：；（2）時，物體離開錐面，設(shè)線與豎直方向上的夾角為，如圖所示：則豎直方向：，水平方向：，而且： 解得：．【點睛】解決本題的關(guān)鍵找出物體的臨界情況，以及能夠熟練運用牛頓第二定律求解．9．如圖所示，在y軸右側(cè)平面內(nèi)存在方向向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小B=，坐標(biāo)原點O有一放射源，可以向y軸右側(cè)平面沿各個方向放射比荷為 Kg/C的正離子，這些離子速率分別在從0到最大值vm=2106 m/s的范圍內(nèi)，不計離子之間的相互作用（1）求離子打到y(tǒng)軸上的范圍；（2）若在某時刻沿方向放射各種速率的離子，求經(jīng)過時這些離子所在位置構(gòu)成的曲線方程；（3）若從某時刻開始向y軸右側(cè)各個方向放射各種速率的離子，求經(jīng)過s時已進入磁場的離子可能出現(xiàn)的區(qū)域面積；【答案】（1）范圍為0到2m（2） （3）【解析】【詳解】（1）離子進入磁場中做圓周運動的最大半徑為R由牛頓第二定律得： 解得： 由幾何關(guān)系知，離子打到軸上的范圍為0到2m（2）離子在磁場中運動的周期為T，則 t時刻時，這些離子軌跡所對應(yīng)的圓心角為θ則這些離子構(gòu)成的曲線如圖1所示，并令某一離子在此時刻的坐標(biāo)為（，）（3）將第（2）問中圖2中的OA段從沿軸方向順時針方向旋轉(zhuǎn)，在軸上找一點C，以R為半徑作圓弧，相交于B，則兩圓弧及軸所圍成的面積即為在
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